DE102017117352A1 - OUTER SPRING FOR INCREASING THE VOLTAGE ON A BELT TENSIONER FOR A COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
Eine leicht angebrachte und äußerst abstimmbare Federanordnung zur Verwendung mit bestehenden automatischen Riemenspannern für Frontend-Nebenaggregatantriebe ist bereitgestellt. Die Federanordnung des offenbarten erfinderischen Konzepts beinhaltet eine Außenfeder, die an bestehenden automatischen Spannern angebracht werden kann, um eine konkret gewünschte Menge an zusätzlicher Spannung bereitzustellen. Die Feder ist flach oder rund und außen montiert, wobei sie mit dem Außenmaß eines Abschnitts des Spanners übereinstimmt. Die Feder kann unter Verwendung herkömmlicher Befestigungsvorrichtungen an bestehenden Spanner-zu-Motor-Vorsprüngen verwendet werden. Die Feder beinhaltet ein Anbringungsende und ein Vorspannungsende. Das Anbringungsende beinhaltet mindestens eine Bolzenhülse, die als Teil der Außenfeder ausgebildet oder an der Außenfeder angebaut ist. Das Vorspannungsende berührt die Außenseite des automatischen Riemenspanners für den Frontend-Nebenaggregatantrieb in einem Bereich, der zu der Spannriemenscheibe benachbart ist. Die Länge, das Material und die Dicke der Feder können für jede angemessene Spannung variiert werden.A readily mounted and highly tunable spring assembly for use with existing automatic belt tensioners for front-end accessory drives is provided. The spring assembly of the disclosed inventive concept includes an outboard spring that can be attached to existing automatic tensioners to provide a concretely desired amount of additional tension. The spring is flat or round and externally mounted, matching the outer dimension of a section of the tensioner. The spring may be used on existing tensioner-to-motor bosses using conventional fasteners. The spring includes an attachment end and a bias end. The attachment end includes at least one pin sleeve formed as part of the outer spring or attached to the outer spring. The bias end contacts the outside of the automatic belt tensioner for the front-end accessory drive in an area adjacent to the tension pulley. The length, material and thickness of the spring can be varied for any suitable tension.
Description
TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA
Das offenbarte erfinderische Konzept betrifft im Allgemeinen Riemenscheibensysteme für Fahrzeugmotoren. Insbesondere betrifft das offenbarte erfinderische Konzept eine Außenfeder zum Erhöhen der Spannungsleistung eines automatischen Riemenspanners für einen Frontend-Nebenaggregatantrieb. Die Außenfeder ist bevorzugt ein einzelner Bügel, der aus Federstahl besteht und den bestehenden automatischen Riemenspanner für den Frontend-Nebenaggregatantrieb unterstützt. The disclosed inventive concept generally relates to pulley systems for vehicle engines. In particular, the disclosed inventive concept relates to an outside spring for increasing the tensioning performance of an automatic belt tensioner for a front end accessory drive. The outer spring is preferably a single bracket that is made of spring steel and supports the existing automatic belt tensioner for the front-end accessory drive.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK GENERAL PRIOR ART
Der moderne Verbrennungsmotor verfügt üblicherweise über ein Riemenscheibenantriebssysten zum Versorgen von Nebenaggregaten mit Energie, das durch die Motorkurbelwelle angetrieben wird. Zu den Nebenaggregaten gehören typischerweise ein Klimaanlagenkompressor, eine Servopumpe, eine Wasserpumpe und eine Lichtmaschine. Ein Keilriemen ist um Riemenscheiben geführt, um Energie von der Kurbelwelle des Motors zu den Nebenaggregaten zu liefern. Der Antriebsriemen bildet Reibkontakt mit der Oberfläche der Riemenscheiben. Beim Antriebsriemen handelt es sich meistens um einen flexiblen verstärkten polymeren Riemen. The modern internal combustion engine typically has a pulley drive system for powering auxiliary machinery that is driven by the engine crankshaft. The ancillaries typically include an air conditioning compressor, a power steering pump, a water pump, and an alternator. A V-belt is passed around pulleys to deliver power from the engine crankshaft to the accessories. The drive belt makes frictional contact with the surface of the pulleys. The drive belt is usually a flexible reinforced polymeric belt.
Jedes der Nebenaggregate erfordert eine angetriebene Riemenscheibe. Zusätzlich erfordert der Betrieb einer Reihe von Nebenaggregaten, insbesondere mit einem Schlangenantriebsriemen, dass der Riemen vorsichtig gehandhabt wird, um eine Platzierung des Riemens an den Stellen zu ermöglichen, die zum Antreiben der Nebenaggregate ohne Rutschen notwendig sind. Es ist erforderlich, die angemessene Spannung in diesem Riemen aufrechtzuerhalten, womit sowohl Verhindern von Rutschen an den Riemenscheiben für die Nebenaggregate oder an der Kurbelwellenriemenscheibe als auch eine lange Lebensdauer für den Riemen sichergestellt wird. Each of the accessories requires a driven pulley. In addition, the operation of a number of accessories, particularly with a serpentine drive belt, requires that the belt be handled carefully to allow placement of the belt at the locations necessary to drive the accessories without slippage. It is necessary to maintain the proper tension in this belt, thus ensuring both slippage prevention on the accessory pulley sheaves or on the crankshaft pulley, as well as a long life for the belt.
Es sind vielfältige Anordnungen bekannt, um die gewünschte Spannung an dem Riemen herzustellen und aufrechtzuerhalten. Die üblichste Anordnung ist der automatischen Riemenspanner für den Frontend-Nebenaggregatantrieb, der einen schwenkbaren Arm beinhaltet, der an einem Ende eine Riemenscheibe aufweist. Das andere Ende ist schwenkbar an einem Gehäuse angebracht, das an der Vorderseite des Motorblocks angebracht ist. Das Gehäuse beinhaltet eine Innenspiralfeder, die Spannung bereitstellt. Der automatische Riemenspanner für den Frontend-Nebenaggregatantrieb stellt sicher, dass der Riemen unter einer konstanten Spannung platziert ist, die unabhängig von Ausdehnung und Kontraktion des Riemens selbst und der anderen Motorkomponenten, die Auswirkungen auf die Riemenspannung haben können, aufrechterhalten wird. Various arrangements are known to produce and maintain the desired tension on the belt. The most common arrangement is the automatic belt tensioner for the front-end accessory drive, which includes a pivotable arm having a pulley at one end. The other end is pivotally mounted on a housing which is attached to the front of the engine block. The housing includes an internal coil spring that provides tension. The automatic belt tensioner for the front-end accessory drive ensures that the belt is placed under a constant tension that is maintained regardless of the expansion and contraction of the belt itself and the other engine components that may affect the belt tension.
Eine Herausforderung, vor der die Industrie steht, besteht darin, dass es keinen bekannten generischen automatischen Riemenspanner für den Frontend-Nebenaggregatantrieb gibt, der angemessen auf die Unterschiede zwischen Motoren reagiert. Dies liegt daran, dass Systeme zum Frontend-Nebenaggregatantrieb typischerweise einzigartige Stellen für Nebenaggregate und Riemenscheiben am Motor aufweisen. Der heute zum Bereitstellen und Aufrechterhalten von Riemenspannung verwendete automatische Riemenspanner für den Frontend-Nebenaggregatantrieb zum Antreiben der Nebenaggregate ist typischerweise für jeden Motor einzigartig und ist für die konkreten Nebenaggregate ausgestaltet, die zunächst für den Motor/das Programm vorgesehen sind. Änderungen oder Hinzufügungen von Nebenaggregaten an Stellen im Vergleich zur ursprünglichen Ausgestaltung können vorgenommen werden, erfordern jedoch häufig eine neue Spannerausgestaltung für jede Anordnung, damit das System die optimale Funktionalität erreichen kann. Der individualisierte Spanner führt zu zusätzlichen Kosten und zusätzlicher Komplexität sowohl für die Herstellung als auch die Wartung. One challenge facing the industry is that there is no known generic automatic belt tensioner for the front-end accessory drive that adequately responds to the differences between engines. This is because front-end accessory drive systems typically have unique locations for ancillaries and pulleys on the engine. The front end accessory drive automatic belt tensioner used to provide and maintain belt tension is typically unique to each engine and is designed for the specific accessories initially provided to the engine / program. Alterations or additions of ancillaries to locations as compared to the original design can be made but often require a new fixture design for each assembly to allow the system to achieve optimal functionality. The individualized tensioner adds extra cost and complexity to both manufacturing and maintenance.
Wie in so vielen Bereichen der Fahrzeugtechnologie gibt es immer Raum für Verbesserungen in Bezug auf die Ausgestaltung eines Riemenscheibensystems zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor. Insbesondere wäre es vorteilhaft, ein Spannsystem bereitzustellen, in dem konstant die angemessene Spannung auf das Riemensystem einer gegebenen Antriebs- und Nebenaggregatanordnung ausgeübt wird. As in so many areas of vehicle technology, there is always room for improvement in the design of a pulley system for use in an internal combustion engine. In particular, it would be advantageous to provide a tensioning system in which the appropriate tension is constantly applied to the belt system of a given drive and accessory assembly.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Das offenbarte erfinderische Konzept vermeidet die Probleme bekannter Riemenspanner für Verbrennungsmotoren durch Bereitstellen einer leicht angebrachten und äußerst abstimmbaren Federanordnung. Die Anordnung des offenbarten erfinderischen Konzepts vermeidet den Bedarf gegenwärtiger Spanner, vollständig umgerüstet zu werden, um eine angemessene Spannung für ein System für den Frontend-Nebenaggregatantrieb bereitzustellen. Die Spanneranordnung des offenbarten erfinderischen Konzepts beinhaltet eine Außenfeder, die an bestehenden automatischen Riemenspannern für den Frontend-Nebenaggregatantrieb angebracht werden kann. The disclosed inventive concept avoids the problems of known belt tensioners for internal combustion engines by providing a readily mounted and highly tunable spring assembly. The arrangement of the disclosed inventive concept avoids the need for current tensioners to be completely re-tooled to provide adequate tension for a system for the front-end accessory drive. The tensioner assembly of the disclosed inventive concept includes an outer spring that can be attached to existing automatic belt tensioners for the front-end accessory drive.
Die Federanordnung des offenbarten erfinderischen Konzepts ist bevorzugt eine Flachfeder, die aus Federstahl besteht, obwohl die Feder auch einen runden Querschnitt aufweisen kann. Die Feder ist dazu ausgelegt, mit dem Außenmaß eines Abschnitts des automatischen Riemenspanners für den Frontend-Nebenaggregatantrieb übereinzustimmen. Die Feder des offenbarten erfinderischen Konzepts ist eine außen montierte Feder, die ohne Weiteres unter Verwendung herkömmlicher Befestigungsvorrichtungen zur Verwendung an bestehenden Spanner-zu-Motor-Vorsprüngen angepasst werden kann. The spring assembly of the disclosed inventive concept is preferably a flat spring made of spring steel, although the spring may also have a round cross-section. The spring is designed to match the outer dimensions of a Section of the automatic belt tensioner for the front-end accessory drive. The spring of the disclosed inventive concept is an externally mounted spring that can be readily adapted using conventional fasteners for use on existing tensioner-to-motor protrusions.
Die Außenfeder für einen Riemenspanner beinhaltet ein Befestigungsende und ein Vorspannungsende. Das Befestigungsende beinhaltet mindestens eine Bolzenhülse, die als Teil der Außenfeder ausgebildet oder durch ein Anbringungsverfahren wie etwa Schweißen an der Außenfeder angebaut ist. Das Vorspannungsende berührt die Außenseite des automatischen Riemenspanners für den Frontend-Nebenaggregatantrieb in einem Bereich, der zu der Spannriemenscheibe benachbart ist, wodurch dem System zusätzliche Riemenspannung bereitgestellt wird. The outer spring for a belt tensioner includes a mounting end and a preload end. The attachment end includes at least one bolt sleeve formed as part of the outer spring or attached to the outer spring by a mounting method such as welding. The bias end contacts the outside of the automatic belt tensioner for the front-end accessory drive in an area adjacent to the tension pulley, thereby providing additional belt tension to the system.
Die Länge, das Material und die Dicke der Feder können für jede besondere Motorauslegung angepasst und abgestimmt sein, womit Aufwand zum Umrüsten bestehender automatischer Riemenspanner für den Frontend-Nebenaggregatantrieb vermieden wird. Entsprechend stellt die Verwendung der Außenfeder des offenbarten erfinderischen Konzepts eine äußerst und ohne Weiteres anpassbare Anordnung bereit, die keine Änderungen an bestehenden automatischen Riemenspanneranordnungen für den Frontend-Nebenaggregatantrieb erfordert außer den Austausch bestehender Befestigungsvorrichtungen gegen längere Befestigungsvorrichtungen. The length, material, and thickness of the spring may be adjusted and tuned for any particular engine design, thereby avoiding the expense of retrofitting existing automatic belt tensioners for the front-end accessory drive. Accordingly, the use of the outer spring of the disclosed inventive concept provides a highly and readily adaptable assembly that does not require changes to existing automatic belt tensioner assemblies for the front-end accessory drive other than replacing existing fasteners with longer fasteners.
Die vorstehenden Vorteile und andere Vorteile und Merkmale sind aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ohne Weiteres ersichtlich, sofern diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird. The above advantages and other advantages and features will be readily apparent from the following detailed description of the preferred embodiments, when considered in connection with the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Für ein umfassenderes Verständnis dieser Erfindung soll nun auf die Ausführungsformen Bezug genommen werden, die in den beigefügten Zeichnungen ausführlicher veranschaulicht sind und nachstehend mittels Beispielen der Erfindung beschrieben sind, wobei gilt: For a more complete understanding of this invention, reference should now be made to the embodiments which are illustrated in more detail in the accompanying drawings and described below by way of examples of the invention, wherein:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
In den folgenden Figuren werden dieselben Bezugszeichen verwendet, um auf dieselben Komponenten Bezug zu nehmen. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Betriebsparameter und Komponenten für unterschiedliche ausgelegte Ausführungsformen beschrieben. Diese spezifischen Parameter und Komponenten sind als Beispiele enthalten und sollen nicht einschränkend sein. In the following figures, the same reference numerals are used to refer to the same components. In the following description, various operating parameters and components for different embodiments are described. These specific parameters and components are included as examples and are not intended to be limiting.
Im Allgemeinen ist in
Wie in
Obgleich die Anzahl, Art und Platzierung der angetriebenen Nebenaggregate vielseitig sein kann, ist die in
Ein Spanner
Der Spanner
Wie vorstehend angemerkt, ist der Spanner durch Befestigungsvorrichtungen wie etwa Gewindebolzen an der Vorderseite des Motors
Das offenbarte erfinderische Konzept ist in zwei Ausführungsformen veranschaulicht, die in
Unter Bezugnahme auf
Die Befestigungshülsen
Wie ebenfalls in
Unter Bezugnahme auf
Die Befestigungshülsen
Das Anbringungsende
Einem Fachmann wird aus der vorstehenden Erläuterung sowie den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen ohne Weiteres ersichtlich, dass verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Variationen daran vorgenommen werden können, ohne von dem wahren Geist und angemessenen Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert sind. One skilled in the art will readily recognize from the foregoing discussion and the appended drawings and claims that various changes, modifications and variations can be made therein without departing from the true spirit and scope of the invention as defined by the following claims.
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